近年來隨著健康意識抬頭,人們逐漸調整飲食與生活習慣,以預防糖尿病、肥胖、癌症或高血脂等症狀發生。由於穀物中含有豐富澱粉,而攝取過多精緻化穀物不益於身體健康,故澳洲的聯邦科學與工業研究組織(Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation;CSIRO) 與政府農業部投資的Grains Research and Development Corporation及法國公司Limagrain Céréales Ingrédients合作,希望增加小麥含有的抗性澱粉含量,食用後能夠減緩人體吸收效率,使得血糖不再急遽上升。
抗性澱粉(Resistant starch,RS)是一種膳食纖維,在腸道中不易被分解,需要更長的時間消化;相對而言血糖上升也較緩慢,故能減少脂肪堆積速度。然而,大部分加工澱粉食品中的抗性澱粉含量較低,若能了解基因性狀對穀物中抗性澱粉合成的影響,就能幫助基因或傳統育種選拔得到更適合現代人食用的產品。
先前文獻指出,抗性澱粉與直鏈澱粉(amylose)含量呈現正相關,而降低澱粉分支酵素(starch branching enzyme;SBE)會對不同穀物的產生的澱粉結構占有輕重不一的影響。而本研究則往前推進一步,選擇現有小麥品種Sunstate和Chara進行雜交,發現降低澱粉分支酵素中的SBEIIa和SBEIIb表現,可以幫助提高小麥中的直鏈澱粉含量;且由於SBEIIa和SBEIIb在染色體上距離非常接近,分析不同小麥中分離出的SBEIIa和SBEIIb基因中SNP (single nucleotide polymorphism,單核苷酸多態性)與遺傳缺失的序列,可幫助了解基因與抗性澱粉含量的關聯。此研究首次使得小麥的直鏈澱粉含量突破80%,而抗性澱粉占總澱粉的35%以上。【延伸閱讀】穿戴式酵母貼片偵測輻射傷害
在澳洲目前正準備種子生產、產品測試及申請許可,預計到2019年可將產品上架,讓消費者選購高纖維麵粉製成的產品。
相關研究報告發表於Plant Biotechnology Journal
由於石化能源短時間內無法再生,近年來替代性能源與生質能源開發已成為各國發展重點,其中生質乙醇主要來源為發酵含糖量高的作物而得,燃燒後只生成水與二氧化碳,除了不易造成空氣汙染,二氧化碳排放也較石化燃料少。然而,乙醇易燃、燃燒熱較低且容易與水混合而腐蝕機器引擎,而異丁醇蒸氣壓較高、運輸方便、每單位燃燒所得能量更多,故許多科學家致力生產化學性質更穩定的異丁醇做為乙醇替代品。
已知乙醇與甲醇透過催化劑與高溫鹼性條件下可進行Guerbet反應脫水生成高級醇,但因催化劑不耐水,常造成催化效率不佳,且原料需使用無水乙醇,增加生產成本。而英國布里斯托爾大學(University of Bristol)使用預催化劑trans-[RuCl2(dppm)2]能增加此系統對水的耐受性,且使用氫氧化物催化劑,在78%的選擇性下異丁醇產率為36%;故能夠用於含水量高的粗發酵液原料。研究小組也測試使用酒精性飲料作為乙醇來源,在85%的選擇性下異丁醇產率為29%。【延伸閱讀】微生物能轉換酸乳清廢液為生物燃料
此外,丁醇早已是化學工業中的基本材料,用途廣泛,未來若能成功結合乙醇的釀造技術,將能擴大工業上生產生質丁醇的規模,提升其作為石化燃料替代品的重要性並降低丁醇的生產成本,也有助於化工產業的丁醇原料取得。